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如何实现精确定位 点击:6055 | 回复:53



jack.zheng

    
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发表于:2008-11-10 23:14:32
楼主
大家好:
我最近做一个自动钻孔机,控制系统是用PLC+伺服+HMI+圆光栅等机械部分组成。
目标:在2米的圆周上进行12等分钻孔,孔孔之间的弦长误差在0.1mm。
条件:光栅是90000线,四倍频后360000,也就说1个脉冲达到0.001度 。
机械机构是:伺服电机链接1:10的伺服减速机,在连接蜗轮蜗杆机构,带动圆形工作台转动
目前控制情况是这样:plc通过脉冲控制伺服转动,圆光栅反馈的脉冲给plc的高速计数,进行比较,我先在做了五段速度,设定脉冲值和计数值之间差的比较多的时候,伺服电机运行高速,在差值小于20000时,伺服运行次高速,第三段,四段类似,在最后差值小于10的时候,伺服电机停止,靠惯性到达目标值。
问题:目前出现的情况是定位不是很准确,大多数误差0.001度左右,偶尔出现0.015度的较大偏差,弦长误差大概为为0.2617mm
请问有什么好的方法改善,达到控制要求




norris_lee

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发表于:2008-11-19 14:03:04
41楼

苍天啊,大地阿。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

jack.zheng

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发表于:2008-11-25 17:25:55
42楼

感謝大家的熱心幫忙!!!!!

酒月

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发表于:2008-11-25 19:49:16
43楼

惯量没做计算,原因是:既然没有进行刹车(伺服减速,对转台进行制动),哪么惯量比的矛盾不突出,反正要的是精度而不是快速起停。因为光栅的精度是0.001度,而弦长精度要求为0.1mm,按楼主“偶尔出现0.015度的较大偏差,弦长误差大概为为0.2617mm ”计算,角度误差要求为:0.00573度,不超出光栅的测量精度。现在的问题是:能测到,停不到!

ok,在停上想办法:依然使用中心驱动(高精度的圆周驱动齿轮并不便宜,而且未必能安装),但是在圆周上增加制动机构(应该比较简单了吧),提前停止驱动,然后根据情况提前几个脉冲启动制动,应该可以达到要求。

另外:减速也不必分好多段,根据惯量的情况(刹车能力)提前在合适的时机切换到定位速度就可以了。

@Q

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发表于:2008-11-25 20:06:10
44楼

光栅是90000线,四倍频后360000步,只是告诉我们分辨率是0。001度,而非精度,究竟光栅提供的精度是多少?

其中还有很多疑问:1。这个90000线是原始刻线还是内部细分后的? 

2。机械的安装,包括同心度、轴与平面的垂直度有多高的精度? 

3。脉冲信号的丢脉与干扰?90000脉冲在工作中,电子开关频率可能很高,后部的PLC的高计响应是多少?响应慢了丢脉,响应快了,干扰又很容易进入。

bbw358

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发表于:2008-11-25 20:59:57
45楼
这个问题我是这样考虑的:如果圆台需要走N个脉冲,那么马达就带着圆台走了N-X个脉冲,余下的X个脉冲是靠圆台的惯性来走了,对吧?那你如何保证圆台在每个30度通过惯性走的都是X个脉冲呢?如果马达通过减速走足N个脉冲,那么最后肯定是马达停下来了,而圆台通过惯性克服了机械的间隙多走了X个脉冲。也就是说,不管你用多大功率的马达,不管你的马达精度有多高,只要你存在这两个减速机构,你的工件的精度就不是你可以控制的了,它取决于减速机构的精度。当然,如果改成圆台的圆周驱动会好很多,但同样对齿轮的精度也要求比你的工件精度高一级。

参数错误

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发表于:2008-11-25 21:54:45
46楼

大家是不是都认为只有做全闭环的控制才是高精度?其实不一定了吧?控制的稳定性是越简单越稳定,不知道楼主电机的编码器反馈是否给伺服驱动器?还是半闭环和全闭环的都控制吧,一级一级调,还有定位精度这个概念我们要看看了,一般如果你的运动速度确定下来后,其实机械的间隙你可以补掉的呀,还有你有没有给工作台打过定位精度呀?这些也是要补偿的呀,还有其实大负载的东西,精度受温度变化也影响很大,那么你的所有参数是不是在莴杠跑热后测定的呢?还有就是电机能买到多大的就用多大的吧,2.7小了,我之前在论坛里给一个人算过一次,太麻烦了,公式我有,需要的话说.

我问下楼主,你为什么要让工件旋转?而不是让钻头部分去做位置控制呢?10T的东西,不怎么好控制,完全取决于机械,还有还可以考虑用液压伺服,再好好研究研究吧,你先不要管精度,你先让你哪个机子放上工件日夜不停跑一个星期,再来讨论精度的问题吧 .

参数错误

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发表于:2008-11-25 22:20:43
47楼

楼主我又看了你这个主题,现在才看明白,你这个东西找个好点的龙门加工中心不就能做了吗?不就是在一个工件上钻12个孔吗?孔孔之间的弦长误差在0.1mm,大点的立加也能完成这个任务呀,大不了加工件量测.当然了,如果你这东西如果有特殊处,你就的慢慢解决了.

shgong1112

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发表于:2008-11-26 08:35:08
48楼

你的方案采用了全闭环,理论上应该可行,通过全闭环应该能消除中间机械传动的影响。为了实现精确定位控制,你在算法上可以设计给定与反馈的偏差控制,可采用PID加上速度前馈与加速度前馈。不过,脉冲数一定要给够啊,依靠算法,如果过冲了,就慢速往回走,不到就慢速往前走。据我的经验,设定好的积分参数,最后的偏差是可以消除的。

李劲松

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发表于:2009-01-09 17:59:52
49楼

分5档速度控制,你这个控制叫做"模糊控制",那工作台只有蒙着转,待你发现圆光栅位置与期望位置差不多时,你"叭"的一声把钻头扎下去,你发现钻的位置偏了,断钻头的几率高了。

因为你的钻头扎下去的时候转台没停止,它是在过冲,它还要回来的,它回来多少?回来到你停止发脉冲的那个位置。

要不你就慢慢钻,按刘版主说的,把脉冲发完了,inp信号也到了,钻头在下去,要不你就把电机与折算到轴的负载惯量比搞到2:1甚至跟大,用好一点的减速机,换全闭环的控制。

168888

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发表于:2009-01-09 18:14:07
50楼
换惯量大的伺服电机,或把全套换功率大一级的试一下

刘豪

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发表于:2010-06-09 10:09:08
51楼

可不可以考虑加个 抱闸制动 ?

我只是个过客706

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发表于:2016-11-22 16:38:16
52楼

初学者,只看不说话,你们继续!

AAASSSXXX

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发表于:2016-12-09 10:02:28
53楼

我觉的机构设计有问题,你的目标是控制弦长误差=角度误差X半径,半径越大你精度越难保证;如果把减速机放在工作台外面这样误差不至于放大。


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